《南海海底冷泉噴口自生沉積物納米礦物學和地球化學》是依託中山大學，由孫曉明擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：南海海底冷泉噴口自生沉積物納米礦物學和地球化學
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：孫曉明
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目擬以國際合作的方式，採用高解析度透射電鏡（HRTEM）和同步輻射等先進的測試方法, 輔以模擬實驗，在納米尺度上開展目前相對研究比較薄弱的南海海底冷泉噴口自生沉積物礦物學、地球化學和成礦機制研究。擬在精細原位取樣的基礎上，系統研究南海不同位置冷泉沉積物礦物組合及其有機質組成和孔隙水成分；自生碳酸鹽、硫化物和硫酸鹽等納米礦物學和地球化學特徵；南海冷泉噴口中發生的自生礦物形成、礦物/流體界面反應、流體成分的改變、礦物間電子的轉移等過程。項目將在前人研究基礎上，參照和對比國外相關方面的研究成果，建立一套具有實際意義的天然氣水合物礦物學和地球化學識別標誌體系，以期為我國海域天然氣水合物遠景預測提供準確、可靠的證據。本項目將在礦物學和地球化學研究基礎上，深入探討南海深海生物地球化學本質過程，為南海深海過程演變重大研究計畫做出應有的貢獻。
結題摘要
本項目利用掃描電鏡（SEM）和高解析度透射電鏡（HRTEM）等對南海北坡天然氣水合物自生碳酸鹽、硫化物和硫酸鹽等礦物的納米礦物學和地球化學進行了較系統的研究，發現其中自生黃鐵礦主要呈管狀和棒狀產出，管狀黃鐵礦主要由草莓狀黃鐵礦組成；首次在南海自生管狀黃鐵礦中發現納米石墨碳、似納米碳管以及納米錐形管，它們緊密的伴生關係說明流體中存在氣體CH4。納米石墨碳是在早先形成的草莓狀黃鐵礦催化作用下，甲烷氣體的不完全氧化作用而形成的單質碳。因此，納米級石墨碳可以指示沉積物中存在較大的CH4通量，作為天然氣水合物的指示礦物之一；首次在南海管狀黃鐵礦中發現納米級白鐵礦層，其[101]和[010]面分別平行於黃鐵礦的[001]和[100]面，顯示黃鐵礦在形成過程中其周圍流體環境發生了變化，由強還原鹼性環境變為局部的弱氧化酸性環境，而這種變化正是海底冷泉噴口常見的甲烷厭氧氧化的結果；在南海首次發現 “黃鐵礦-石膏共生體”， 從共生體中黃鐵礦和石膏的生長關係可推斷該站位天然氣水合物系統處於動態變化過程，存在階段式噴溢作用，而石膏則形成於甲烷噴溢強度減弱的階段；對來自南海北坡的碳酸岩礦物的礦物組成和結構進行了系統的研究，研究顯示東沙盆地中碳酸鹽礦物主要由低鎂方解石組成，而神狐盆地與台西南盆地中碳酸鹽礦物主要由高鎂方解石與原白雲石組成。東沙盆地碳酸鹽礦物中很低的MgCO3顯示該地冷泉活動微弱或不存在，而礦物學研究顯示在神狐與台西南盆地中冷泉活動很強。此外，台西南盆地碳酸鹽礦物中相對較低的有序度顯示該區冷泉活動時間晚於神狐盆地；項目共完成學術論文11篇，其中已發表8篇，1篇為SCI收錄,培養研究生3人。
